The clay mèlanges of the south-ferghana type (Tien Shan): data review and geological model of development

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Tectonic mixtites, or mélanges, with clay cement are specific to the western part of the Paleozoic Southern Tien Shan in the Turkestan‒Alai mountain system. The South-Fergana type mélanges, or Tul`‒Sartalian, have a sandy-clayey matrix of Silurian (less often ‒ Ordovician) age and block inclusions of sedimentary, igneous and partially metamorphic rocks with an age from the late Precambrian to the middle Carboniferous. The mélanges were formed as a result of the destruction of water-saturated sandy-clayey deposits, which occurred in the upper part of the subduction channel, on the southern active margin of the Kazakhstan paleocontinent. At the beginning of the collisional stage at the turn of the Early and Middle Carboniferous, they were brought to the surface and became part of the accretionary prism, which also included ophiolite sheets. In the time interval the Moscovian‒the beginning of Permian, the mélanges, together with other accreted formations, were involved in a series of collisional thrust sheets and moved to the south. The reverse northern thrust of tectonic plates with mélanges, observed within the Southern Fergana, arose as a result of the general collision at the beginning of the Permian between the Kazakhstan and Karakum‒Tajik paleocontinents, with subsequent orogenic collapse and granite magmatism. The consequence of this was the disintegrated position of individual fields and structural units with mélanges. The South-Fergana type clay mélanges contain block inclusions in island arcs and marginal basins that formed in the early Turkestan paleo-ocean during the terminal Precambrian and the Early Paleozoic.

About the authors

Y. S. Biske

St. Petersburg State University ‒ Institute of Earth Sciences

Author for correspondence.
Email: gbiskeh@yandex.ru
bld. 7-9, Universitetskaya emb., 199034 St. Petersburg, Russia

References

  1. Аристов В.А., Чернышук В.П. Новые данные по стратиграфии кремнистых отложений Южного Тянь-Шаня // Докл. АН СССР. 1984. Т. 275. № 2. С. 417‒421.
  2. Аристов В.А., Чернышук В.П. Переотложение конодонтов и его значение для решения некоторых вопросов геологии // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1988. Т. 63. Вып. 6. С. 40‒55.
  3. Бакиров А.Б., Тагири М., Сакиев К.С. Породы метаморфических фаций сверхвысоких давлений в Тянь-Шане // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. С. 1722‒1732.
  4. Белостоцкий И.И. Строение и формирование тектонических покровов. ‒ М.: Наука, 1978.
  5. Бискэ Ю.С., Старшинин Д.А. К геологии палеозойских отложений Сулюктинского района (Туркестанский хребет) // Вестн. ЛГУ. 1965. № 24. С. 50‒55.
  6. Бискэ Ю.С. Нижний палеозой Южной Ферганы: структурная позиция, стратиграфия, геологическая история // Вестн. ЛГУ. 1987. Вып. 1 (Сер. 7). C. 3‒11.
  7. Бискэ Г.С., Григорьева Л.В. Геологическая карта СССР. ‒ М-б 1:20 000. ‒ Серия Алай‒Кокшаальская. ‒ K-43-XXXI (Ош). ‒ Л.: ВСЕГЕИ, 1989.
  8. Бискэ Г.С., Зубцов С.Е. Геологическая карта СССР. ‒ М-б 1 : 200 000. ‒ Серия Алай-Кокшаальская. ‒ K-43-XXXIi (Гульча). ‒ Л.: ВСЕГЕИ, 1989.
  9. Бискэ Ю.С. Сланцевый меланж Майдана и тектонические покровы Южной Ферганы // Вестн. ЛГУ. Сер. Геология, география. 1983. № 6. С. 40‒45.
  10. Бискэ Ю.С. Палеозой Южного Тянь-Шаня. Геологическая структура и история развития. ‒ СПб.: СПбГУ, 1996. 180 с.
  11. Бискэ Ю.С. Южный Тянь-Шань: к новому геологическому синтезу // Вестн. СПбГУ. Науки о Земле. 2018. Т. 63. Вып. 4. С. 416‒462.
  12. Бискэ Ю.С. Три генерации бассейнов раннего Туркестанского океана: эдиакарий–силур Южного и Срединного Тянь-Шаня // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2023. Т. 31. № 5. С. 79–97.
  13. Буртман В.С. Тянь-Шань и Высокая Азия. Тектоника и геодинамика в палеозое. ‒ М.: ГЕОС, 2006. 214 с.
  14. Буртман B.C., Поршняков Г.С. Тектоника варисцид Тянь-Шаня и Кызылкума. Тектоника Урало-Монгольского складчатого пояса. – Ред. М.В. Муратов – М.: Наука, 1974. С. 92‒106.
  15. Бухарин А.К., Масленникова И.А., Пятков А.К. Домезозойские структурно-фациальные зоны Западного Тянь-Шаня. ‒ Ташкент: Фан, 1985. 152 с.
  16. Ванина Л.В. Новые данные о возрасте и строении Южной “антиклинали” Восточного Карачатыра (Южный Тянь-Шань) // Изв. АН Кирг. ССР. Сер.: физ.-тех. и мат. науки. 1987. 2. С. 59‒65.
  17. Геологическая карта Кыргызской Республики. ‒ М-б 1 : 500 000. – Под ред. Б.Т. Турсунгазиева, О.В. Петрова. ‒ СПб.: ВСЕГЕИ, 2008.
  18. Дженчураева А.В., Гетман О.Ф. Новые данные о стратиграфии верхнего палеозоя междуречья Шуран-Шунк. ‒ В кн.: Новые данные о биостратиграфии докембрия и палеозоя Кыргызстана. – Ред. A.M. Мамбетов. – Бишкек: Илим, 1993. С. 138‒149.
  19. Дук Г.Г. Глаукофансланцевые, глаукофанзеленосланцевые и офиолитовые комплексы Урало-Монгольского складчатого пояса. ‒ СПб: ИГГД, 1995. 272 с.
  20. Жимулев Ф.И., Котляров А.В., Фидлер М.А., Бехтерев Н.А. Состав, геологическое строение и модель формирования субдукционного меланжа Аламбайской офиолитовой зоны Салаира (северо-запад Центрально-Азиатского складчатого пояса). ‒ Мат-лы LV Тектон. совещ. “Тектоника и геодинамика Земной коры и мантии: фундаментальные проблемы-2024”. ‒ М.: ГЕОС, 2024. Т. 1. С. 165‒168.
  21. Зубцов С.Е., Поршняков Г.С. Структура и история формирования Каузанского антиклинория. ‒ В кн.: Вопросы стратиграфии и региональной геологии. – Ред. В.А. Прозоровский, В.М. Цейслер. – СПб.: СПбГУ, 1995. С. 166‒190.
  22. Книппер А.Л. Океаническая кора в структуре Альпийской складчатой области. ‒ М.: Наука, 1983. 208 с. (Тр. ГИН АН СССР. Вып. 267).
  23. Кузнецов Л.В., Лыточкин В.Н., Ненахов В.М., Перфильев А.С. Полимиктовый терригенный меланж Алайского хребта // Геотектоника, 1990. № 5. С. 69‒80.
  24. Куренков С.А. Тектоника офиолитовых комплексов Южного Тянь-Шаня. ‒ М.: Наука, 1983. 96 с.
  25. Куренков С.А., Аристов В.А. О времени формирования коры Туркестанского палеоокеана // Геотектоника. 1995. № 6. С. 22‒31.
  26. Куренков С.А., Перфильев А.С. Ранние стадии развития Туркестано-Алайских палеоокеанических структур. ‒ В кн.: Раннегеосинклинальные формации и структуры. ‒ М.: Наука, 1987. С. 137‒149.
  27. Леонов М.Г. Олистостромы в структуре складчатых областей. ‒ М.: Наука, 1981. 179 с. (Тр. ГИН АН СССР. Вып. 344).
  28. Леонов М.Г., Пржиялговский Е.С. Механизмы деформации пород фундамента Тянь-Шаня в процессе альпийского тектогенеза // Геотектоника. 2021. № 6. С. 50–74.
  29. Лошманов Е.В. Терригенный меланж бассейна р. Чугам // Геотектоника. 1991. № 2. С. 92‒96.
  30. Лыточкин В.Н., Моисеенко Р.И., Риненберг Р.Е. Структурная позиция и особенности строения нижнепалеозойских отложений Алайской долины. ‒ В кн.: Новые данные о биостратиграфии докембрия и палеозоя Кыргызстана. – Ред. A.M. Мамбетов. – Бишкек: Илим, 1993. С. 92‒100.
  31. Лыточкин В.Н., Ненахов В.М., Перфильев А.С., Кузнецов Л.В. Позднепалеозойские олистостромы южного склона Алайского хребта // Литология и полезные ископаемые. 1992. № 3. С. 61‒70.
  32. Малютина А.В., Редин Ю.О., Гибшер А.С., Мокрушников В.П. Пространственно-временные и генетические соотношения золоторудной и ртутно-сурьмяной минерализаций на Hg‒Sb-золотосодержащем месторождении Чаувай (Киргизия): геология, минералогия руд и особенности гидротермально-метасоматических процессов // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2021. Т. 47. № 3. С. 61‒82.
  33. Миркамалов Р.Х. Геодинамическая эволюция и минерагеническое районирование доюрских комплексов Западного Тянь-Шаня (Узбекистан). ‒ Автореф. дис. … д.г.-м.н. ‒ Ташкент, ИМР. 2018. 58 с.
  34. Мухин П.А., Савчук Ю.С., Колесников А.В. Положение “Мурунтауской линзы” в структуре метаморфических толщ Южного Тамдытау (Центральные Кызылкумы) // Геотектоника. 1988. № 2. С. 64‒72.
  35. Ненахов В.М., Лыточкин В.Ю., Перфильев А.С., Кузнецов Л.В. Хаотические комплексы палеозойских сооружений Южного Тянь-Шаня. ‒ В кн.: Геологическое картирование хаотических комплексов. – Ред. Н.В. Межеловский. – М.: Роскомнедра, 1992. С. 8‒87.
  36. Никифоров Н.А. Ртутно-сурьмяное оруденение Южного Тянь-Шаня. ‒ В кн.: Условия размещения и вопросы методики прогнозирования. ‒ Фрунзе: Илим, 1969. 239 с.
  37. Перфилова А.А., Сафонова И.Ю., Бискэ Г.С., Конопелько Д.Л. Реконструкция областей сноса эдиакарских и среднепалеозойских обломочных пород Узбекского и Киргизского Южного Тянь-Шаня. ‒ В сб.: Тектоника и геодинамика Земной коры и мантии: фундаментальные проблемы-2025. ‒ Мат-лы LVI Тектонического совещания. ‒ М.: ГЕОС, 2025. С. 432‒436.
  38. Попов Л.Е., Тихонов Ю.А. Новые находки окремненных раковин среднекембрийских замковых брахиопод в Южном Кыргызстане. ‒ В кн.: Новые данные в биостратиграфии докембрия и палеозоя Кыргызстана. – Ред. A.M. Мамбетов. – Бишкек: Илим, 1993. С. 33‒40.
  39. Поршняков Г.С. Герциниды Алая и смежных районов Южного Тянь-Шаня. ‒ Л.: ЛГУ, 1973. 216 с.
  40. Репина Л.Н., Яскович Б.В., Аскарина Н.А. Стратиграфия и фауна нижнего палеозоя северных предгорий Туркестанского и Алайского хребтов. ‒ Новосибирск: Наука, 1975. 352 с.
  41. Риненберг Р.Е., Бискэ Г.С., Солошенко И.И. Новые находки верхнего ордовика в Туркестано-Алае (Южный Тянь-Шань) // Изв. АН Кирг. ССР. 1987. № 2. C. 82‒83.
  42. Риненберг Р.Е., Ждан А.В. Стратиграфическое положение силурийской глыбовой толщи в Туркестано-Алае (Южный Тянь-Шань). ‒ В кн.: Каледониды Тянь-Шаня. – Ред. A.M. Мамбетов. – Фрунзе: Илим, 1987. С. 139‒146.
  43. Риненберг Р.Е., Чернышук В.П. Типовой разрез палеозойских эффузивно-карбонатно-кремнистых отложений Южной Ферганы // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1981. № 11. С. 144‒147.
  44. Савчук Ю.С., Мухин П.А. Эволюция рудных процессов в структуре аккреционной призмы Южного Тянь-Шаня (Кызылкумский геодинамический полигон) // Геотектоника. 1993. № 6. С. 63‒81.
  45. Савчук Ю.С., Асадулина Е.Е., Волкова А.В., Аристова В.В. Месторождение Мурунтау: геодинамическая позиция и вариант генетической модели рудной системы // Геология рудных месторождений. 2018. Т. 60. № 5. С. 365–397.
  46. Соколов С.Д., Бондаренко Г.Е., Морозов О.Л., Алексютин М.В., Паланджян С.А., Худолей А.К. Особенности строения палеоаккреционных призм на примере полуострова Тайгонос (Северо-Восток России) // Докл. РАН. 2001. Т. 377. № 6. С. 807‒811.
  47. Ставский А.П., Морозов О.Л., Сафонов В.Г., Березнер О.С. Хаотические комплексы мезозойско-кайнозойской Корякской аккреционной области. ‒ В кн.: Геологическое картирование хаотических комплексов. – Ред. Н.В. Межеловский. – М.: 1992. С. 88‒167.
  48. Стратифицированные и интрузивные образования Киргизии. – Ред. К.О. Осмонбетов, В.И. Кнауф, В.Г. Королев. – Фрунзе: Илим, Т. 1. 1982.
  49. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. ‒ М.: КДУ. 2005. 560 с.
  50. Черенков И.Н. Верхнепалеозойская флишевая формация Гиссаро-Алая. ‒ Душанбе: Дониш, 1973. 172 с.
  51. Alexeiev D.V., Biske G.S., Kröner A., Tretyakov A.A., Kovach V.P., Rojas-Agramonte Y. Ediacaran, Early Ordovician and early Silurian arcs in the South Tianshan orogen of Kyrgyzstan // J. Asian Earth Sci. 2020. Vol. 190. P. 1‒14. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2019.104194
  52. Biske Yu.S., Alexeiev D.V., Ershova V.B., Priyatkina N.S., DuFrane S.A., Khudoley A.K. Detrital zircon U-Pb geochronology of middle Paleozoic sandstones from the South Tianshan (Kyrgyzstan): Implications for provenance and tectonic evolution of the Turkestan Ocean // Gondwana Research. 2019. Vol. 75. P. 97–117. Doi: https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.04.010
  53. Biske Yu.S., Seltmann R. Paleozoic Tian-Shan as a transitional region between the Rheic and Urals–Turkestan oceans // Gondwana Research. 2010. Vol. 17. No. 2–3. P. 602–613. doi: 10.1016/j.gr.2009.11.014
  54. Festa A., Pini G.A., Dilek Y., Codegone G. Melanges and mélange-forming processes: a historical overview and new concepts // Int. Geol. Rev. 2010. Vol. 5. P. 1040–1105. Doi: https://doi.org/10.1080/00206810903557704.
  55. Festa A., Dilek Y., Pini G.A., Codegone G., Ogata K. Mechanisms and processes of strata disruption and mixing in the development of mélanges and broken formations: Redefining and classifying mélanges // Tectonophysics. 2012. Vol. 568–569. P. 7–24.
  56. Han Y., Zhao G., Sun M., Eizenhöfer P.R., Hou W., Zhang X., Liu Q., Wang B., Liu D., Xu B. Late Paleozoic subduction and collision processes during the amalgamation of the Central Asian orogenic belt along the South Tianshan suture zone // Lithos. 2016. Vol. 246–247. P. 1–12.
  57. Hegner E., Klemd R., Kroner A., Corsini M., Alexeiev D.V., Iaccheri L.M., Zack T., Dulski P., Xia X., Windley B.F. Mineral ages and P-T conditions of late Paleozoic high-pressure eclogite and provenance of melange sediments from Atbashi in the South Tianshan orogen of Kyrgyzstan // Am. J. Sci. 2010. Vol. 310. P. 916‒950.
  58. Hegner E., Alexeiev D.V., Willbold M., Kröner A., Topuz G., Mikolaichuk A.V. Early Silurian tholeiitic-boninitic Mailisu ophiolite, South Tianshan, Kyrgyzstan: A geochemical record of subduction initiation // Int. Geol. Rev. 2020. Vol. 62. No. 3. P. 320‒337. Doi: https://doi.org/10.1080/ 00206814.2019.1610670
  59. Hnylko O., Tsukornyk I., Heneralova L., Dvorzhak O. A Late Carboniferous olistostrome at the front of the Southern Tian Shan nappes (Kadamzhai and Khaidarkan deposits, Kyrgyzstan) // Geol. Quarterly. 2019. Vol. 63. No. 2. P. 407–423. Doi: http://dx.doi.org/10.7306/gq.1478.
  60. Hsu K.J. Franciscan mélange as a model for eugeosynclinal sedimentation and underthrusting tectonics // J. Geophys. Res. 1971. Vol. 76. P. 1162‒1170.
  61. Raymond L.A. Perspectives on the roles of mélanges in subduction accretionary complexes: A review // Gondwana Research. 2019. Vol. 74. P. 68–89.
  62. Tagiri M., Yano T., Bakirov A., Nakajima T., Uchiumi S. Mineral parageneses and metamorphic P–T paths of ultrahigh-pressure eclogites from Kyrghyzstan Tien-Shan // The Island Arc. 1995. Vol. 4. P. 280–292.
  63. Tan Z., Agard P., Moni´e P., Gao J., Timm J., Bayet L., Jiang. T., Wang X.-S., Hong T., Wan B., Caron B. Architecture and P‒T-deformation-time evolution of the Chinese SW Tianshan HP/UHP complex: implications for subduction dynamics // Earth Sci. Rev. 2019. Vol. 197. Art. 102894.
  64. Wang B., Shu L., Faure M., Jahn B.-M., Cluzel D., Charve J., Chung S., Meffre S. Paleozoic tectonics of the southern Chinese Tianshan: Insights from structural, chronological and geochemical studies of the Heiyingshan ophiolitic mélange (NW China) // Tectonophysics. 2011. Vol. 497. P. 85–104.
  65. Xiao W., Windley B.F., Allen M.B., Han C. Paleozoic multiple accretionary and collisional tectonics of the Chinese Tianshan orogenic collage // Gondwana Research. 2013. Vol. 23. Is. 4. P. 1316–1341.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».